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科学家揭秘“最远天体”如何“瘦身”
近日,从中科院紫金山天文台获悉,中国、德国、美国天文学者在一项最新研究中,揭示了人类探测器“拜访”过的最遥远天体阿罗科斯如何由“圆”变“扁”“瘦身”的秘密。这一研究或能帮人类揭开更多太阳系早期天体的形成和演化之谜。
阿罗科斯是太阳系边缘柯伊伯带中的一颗原始天体,也是迄今为止,人类近距离观察到的最遥远、最古老的天体。从初期的照片来看,阿罗科斯像是个身处太阳系边疆的“雪人”,这颗总长约36公里的小天体,由两个球体连接构成,中间由一个相对细小的“颈部”相连。但随着后期观测数据的不断丰富,人们发现,阿罗科斯并不像此前想象的“圆嘟嘟”。从侧面看,“雪人”的肚皮变得干瘪,脑袋也成了凹凸不平的扁球,构成它的两个“球体”,实际上更類似于两个扁平的圆盘。这样的形态,与普遍认为的原始星子为球形或椭球形大相径庭。
此次研究里,天文学者通过模拟推演解开了阿罗科斯形态之谜。“雪人”之所以变“扁”,与特殊的自转模式有关。阿罗科斯是一个冰质天体,它表面温度极低,几乎是“躺”在公转轨道面上自转,这使得阿罗科斯不同区域受到不同强度的太阳辐射。“‘雪人’开始也许真是‘圆’的,但阿罗科斯两极受到的太阳辐射远大于赤道,这使得‘雪人’正反面损失了更多挥发性物质,显得比侧面更扁。计算显示,阿罗科斯的‘瘦身’过程发生在形成后的100万年至1亿年内。这几乎是太阳系发展的起点,很多古老的冰质天体可能也有类似的演化历史。”研究人员介绍。
相关研究成果已于近日发表在学术刊物《自然·天文学》上。
企鹅、海豹影响南极上空的“臭氧洞”
中国科研团队在南极苔原氯甲烷产生与消耗过程和机制的研究中取得重要进展,成果在线发表在环境科学著名刊物《环境科学与技术》上。
氯甲烷和溴甲烷是重要的痕量温室气体,也是大气中氯和溴的主要携带者,可通过对流层进入平流层催化破坏臭氧。自然源氯甲烷对臭氧的破坏作用显得尤为突出,目前针对氯甲烷自然源汇的量化及其机制的研究,主要集中在北半球中低纬度地区,而对两极地区氯甲烷源汇研究较缺乏。
南极是全球增温最剧烈的地区之一。随着气候变暖,南极冰盖退缩形成的无冰区苔原是海洋动物企鹅和海豹等的重要栖息地。大量企鹅粪在土壤中的沉积强烈地改变了苔原生物地球化学过程。全球变暖和海洋动物活动可能会影响苔原土壤氯甲烷的源汇过程。但位于南极“臭氧洞”底部的苔原土壤氯甲烷源汇通量及其影响因素还未见有文献报道。由于南极严酷的环境条件,南极土壤是氯甲烷的源还是汇仍然未知。
研究人员采集了南极普通苔原、企鹅与海豹聚集区及其附近的苔原,以及苔原沼泽等区域土壤,通过一系列模拟培养实验,发现苔原土壤是氯甲烷和溴甲烷的汇,普通苔原土壤对二者消耗速率显著高于企鹅、海豹聚集区及其附近的苔原土壤。通过-4℃?12℃温度梯度土壤培养实验,揭示出温度增加促进了普通苔原土壤氯甲烷和溴甲烷的消耗。大量企鹅活动及其粪便对海洋源元素的生物传输,促进了氯甲烷非生物产生而减弱了土壤汇的强度;气候变化影响企鹅的迁移和种群的大小,进而干扰苔原土壤氯甲烷源汇通量和当地的大气环境。
这一研究对于预测南极氯甲烷源汇过程对未来平流层臭氧破坏的贡献具有重要意义。
近日,从中科院紫金山天文台获悉,中国、德国、美国天文学者在一项最新研究中,揭示了人类探测器“拜访”过的最遥远天体阿罗科斯如何由“圆”变“扁”“瘦身”的秘密。这一研究或能帮人类揭开更多太阳系早期天体的形成和演化之谜。
阿罗科斯是太阳系边缘柯伊伯带中的一颗原始天体,也是迄今为止,人类近距离观察到的最遥远、最古老的天体。从初期的照片来看,阿罗科斯像是个身处太阳系边疆的“雪人”,这颗总长约36公里的小天体,由两个球体连接构成,中间由一个相对细小的“颈部”相连。但随着后期观测数据的不断丰富,人们发现,阿罗科斯并不像此前想象的“圆嘟嘟”。从侧面看,“雪人”的肚皮变得干瘪,脑袋也成了凹凸不平的扁球,构成它的两个“球体”,实际上更類似于两个扁平的圆盘。这样的形态,与普遍认为的原始星子为球形或椭球形大相径庭。
此次研究里,天文学者通过模拟推演解开了阿罗科斯形态之谜。“雪人”之所以变“扁”,与特殊的自转模式有关。阿罗科斯是一个冰质天体,它表面温度极低,几乎是“躺”在公转轨道面上自转,这使得阿罗科斯不同区域受到不同强度的太阳辐射。“‘雪人’开始也许真是‘圆’的,但阿罗科斯两极受到的太阳辐射远大于赤道,这使得‘雪人’正反面损失了更多挥发性物质,显得比侧面更扁。计算显示,阿罗科斯的‘瘦身’过程发生在形成后的100万年至1亿年内。这几乎是太阳系发展的起点,很多古老的冰质天体可能也有类似的演化历史。”研究人员介绍。
相关研究成果已于近日发表在学术刊物《自然·天文学》上。

企鹅、海豹影响南极上空的“臭氧洞”
中国科研团队在南极苔原氯甲烷产生与消耗过程和机制的研究中取得重要进展,成果在线发表在环境科学著名刊物《环境科学与技术》上。
氯甲烷和溴甲烷是重要的痕量温室气体,也是大气中氯和溴的主要携带者,可通过对流层进入平流层催化破坏臭氧。自然源氯甲烷对臭氧的破坏作用显得尤为突出,目前针对氯甲烷自然源汇的量化及其机制的研究,主要集中在北半球中低纬度地区,而对两极地区氯甲烷源汇研究较缺乏。
南极是全球增温最剧烈的地区之一。随着气候变暖,南极冰盖退缩形成的无冰区苔原是海洋动物企鹅和海豹等的重要栖息地。大量企鹅粪在土壤中的沉积强烈地改变了苔原生物地球化学过程。全球变暖和海洋动物活动可能会影响苔原土壤氯甲烷的源汇过程。但位于南极“臭氧洞”底部的苔原土壤氯甲烷源汇通量及其影响因素还未见有文献报道。由于南极严酷的环境条件,南极土壤是氯甲烷的源还是汇仍然未知。
研究人员采集了南极普通苔原、企鹅与海豹聚集区及其附近的苔原,以及苔原沼泽等区域土壤,通过一系列模拟培养实验,发现苔原土壤是氯甲烷和溴甲烷的汇,普通苔原土壤对二者消耗速率显著高于企鹅、海豹聚集区及其附近的苔原土壤。通过-4℃?12℃温度梯度土壤培养实验,揭示出温度增加促进了普通苔原土壤氯甲烷和溴甲烷的消耗。大量企鹅活动及其粪便对海洋源元素的生物传输,促进了氯甲烷非生物产生而减弱了土壤汇的强度;气候变化影响企鹅的迁移和种群的大小,进而干扰苔原土壤氯甲烷源汇通量和当地的大气环境。
这一研究对于预测南极氯甲烷源汇过程对未来平流层臭氧破坏的贡献具有重要意义。